Mangler vi en afgørende komponent i havniveaustigningen?

Nylige bestræbelser ved hjælp af beregningsmodeller for at forstå, hvordan smeltende is i Antarktis vil påvirke planetens oceaner, har fokuseret på iskappegeometri, brud og overfladesmeltning - processer, der potentielt kan udløse eller accelerere tab af isarkmasse. Nu har forskere fra Stanford University identificeret en yderligere proces, der kan have en tilsvarende betydelig effekt på indlandsisens fremtid:optøning af sengen, kendt som basal tø, ved grænsefladen af ​​landet og den miletykke iskappe over det.

Den nye undersøgelse identificerer områder, der i øjeblikket ikke mister store mængder masse, men som kan være klar til at matche nogle af de største bidragydere til havniveaustigning - såsom Thwaites Glacier - hvis de tøede op. Antarktis er nogenlunde på størrelse med USA, og de modtagelige regioner omfatter et område større end Californien. Forskningen blev offentliggjort den 14. september i Nature Communications .

"Du kan ikke nødvendigvis antage, at alle steder, der i øjeblikket er frosne, vil forblive frosne," sagde seniorstudieforfatter Dustin Schroeder, en lektor i geofysik ved Stanford Doerr School of Sustainability. "Disse regioner kan være undervurderede potentielle bidragydere."

Usædvanlige mistænkte

Simuleringerne blev bygget på nyere teoretiske arbejde, der viser, at basal tø kunne forekomme over korte tidsskalaer. Ved hjælp af numeriske indlandsismodeller testede undersøgelsens medforfattere hypoteser om, hvorvidt begyndelsen af ​​en sådan optøning kunne føre til betydeligt istab inden for en 100-årig periode. De fandt ud af, at udløsning af optøning førte til massetab i områder af indlandsisen, der normalt ikke er forbundet med ustabilitet og bidrag fra havniveauet på den tidsskala.

"Der har virkelig været lidt eller intet kontinentalt arbejde, der ser på begyndelsen af ​​optøning - den overgang fra frossen is til is ved smeltepunktet, hvor en lille smule vand ved sengen kan få isen til at glide," sagde hovedstudieforfatter Eliza Dawson, en ph.d. studerende i geofysik. "Vi var interesserede i at lære, hvor stor en effekt optøning kunne have, og hvilke områder af indlandsisen der potentielt var mest modtagelige."

Forskerne modellerede temperaturændringer ved Antarktis base i overensstemmelse med skift i friktion forårsaget af indlandsisen, der gled over jorden under den. Simuleringerne afslørede, at i Østantarktis, som i øjeblikket betragtes som en relativt stabil region sammenlignet med Vestantarktis, ville Enderby-Kemp og George V Land-områderne være mest følsomme over for optøning ved deres senge. Inden for George V Land fremhævede de også Wilkes-bassinet som i stand til at blive en førende bidragyder til havniveauet, hvis der skulle ske optøning - en egenskab, der i størrelse kan sammenlignes med den hurtigt udviklende og sandsynligvis ustabile Thwaites-gletsjer i Vestantarktis.

"Hele samfundet fokuserer virkelig på Thwaites lige nu," sagde Schroeder, som også er lektor i elektroteknik. "Men nogle af de regioner, der er de sædvanlige mistænkte for store, virkningsfulde ændringer, er ikke de mest provokerende og virkningsfulde områder i denne undersøgelse."

Temperaturen har betydning

På grund af Antarktis' beliggenhed og ekstreme forhold er information om indlandsisen sparsom. Endnu mindre er kendt om jorden under dens frosne facade.

"At måle sengen er en massiv indsats på disse fjerntliggende steder - vi har teknologien til at gøre det, men du er virkelig nødt til at vælge stedet, og nogle gange tager det år, og feltlejre og specielt udstyr at gå til at gøre det," Schroeder sagde. "Det er svært og dyrt."

For at udfylde informationshuller stolede forskerne på fysikken i, hvordan isen glider - hvordan ændringer i temperatur påvirker den måde, indlandsisen flyder og udvikler sig på. I opfølgende arbejde planlægger forfatterne at udvikle og anvende radarbaserede analysemetoder til at studere temperaturen af ​​indlandsisen i disse kritiske områder.

"Du skal kende de regioner, hvor det betyder noget, og det er det transformative bidrag fra Elizas papir," sagde Schroeder. "Det stiller disse brede spørgsmål:Betyder det noget? Og hvis det betyder noget, hvor? Vi håber, at denne tilgang giver samfundet nogle prioriteter i, hvor de skal lede og hvorfor, og for at undgå at gå ned ad blinde gyder."

Sovende kæmper?

Forskere ved i øjeblikket ikke, hvilke kræfter der er mest i stand til at udløse optøning ved sengen i de potentielt modtagelige områder, der er identificeret i denne undersøgelse - eller hvor hurtigt de kan være i stand til at gøre det. En mulig drivkraft kunne være skiftende havforhold, hvilket er tilfældet andre steder i Antarktis.

"Varmt havvand når ikke nødvendigvis disse østlige Antarktis-regioner, som det gør i dele af Vestantarktis, men det er i nærheden, så der er potentiale, der kan ændre sig," sagde Schroeder. "Når man betragter det nylige teoretiske arbejde, der viser, at termiske processer ved sengen kan være lette at aktivere - selv spontane - får det kortsigtet optøning af indlandsisen til at virke som en langt lettere omskiftning at vende, end vi havde troet. "

Undersøgelsen viser, at måling, forståelse og modellering af temperaturen ved bunden af ​​iskapper er vigtig for at forstå vores fremtid, da den største usikkerhed i fremskrivninger af havniveaustigninger er bidraget fra processer, der kan ændre adfærden af ​​massive iskapper som f.eks. Grønland og Antarktis.

"Opfølgningsarbejde vil være nødvendigt for at se nærmere på disse regioner, som dette papir identificerede," sagde Dawson. "At vise, at optøning ved sengen kan resultere i massetab fra indlandsisen, er en proces, som samfundet skal forstå og virkelig begynde at se på - især i disse potentielt sårbare områder." + Udforsk yderligere

Verdens største indlandsis er mere sårbar over for global opvarmning, end forskerne tidligere troede